Det lactatdehydrogenase, Mælkesyredehydrogenase, NAD-afhængig lactatdehydrogenase eller simpelthen LDH, er et enzym, der hører til gruppen af oxidoreduktaser, der findes i praktisk talt alle dyre- og plantevæv og i mange mikroorganismer såsom bakterier, gær og arkæer.
Enzymer af denne type er betegnet med nummeret EC 1.1.1.27 fra enzymnomenklaturudvalget og er ansvarlige for den reaktion, der omdanner lactat til pyruvat (ved oxidation) og omvendt (ved reduktion), oxiderende eller reducerende nicotinamid-adenin-dinukleotider (NAD + og NADH) i processen kendt som mælkesyregæring.
I modsætning til alkoholisk gæring, som kun forekommer i nogle mikroorganismer, såsom gær, og som bruger glykolytisk pyruvat til fremstilling af ethanol, finder mælkesyring sted i mange organismer og kropsvæv fra forskellige levende væsener.
Dette vigtige enzym til cellemetabolisme blev udkrystalliseret fra rotte-skeletmuskel i 1940'erne, og til dato er det bedst karakteriserede skeletmuskel og hjertevæv fra pattedyr..
Hos "højere" dyr bruger enzymet L-isomeren af lactat (L-lactat) til produktion af pyruvat, men nogle "lavere" dyr og bakterier producerer D-lactat fra pyruvat opnået ved glykolyse..
Lactatdehydrogenase udtrykkes normalt hovedsageligt i væv eller celler under anaerobe forhold (med lav blodtilførsel), som for eksempel hos mennesker kan karakterisere patologiske tilstande, såsom kræft, lever eller hjertesygdomme.
Imidlertid er omdannelsen af pyruvat til lactat typisk for musklerne under træning og hornhinden i øjet, som er dårligt iltet.
Artikelindeks
Lactatdehydrogenase tjener flere funktioner i adskillige metaboliske veje. Det er centrum for den sarte balance mellem de katabolske og anabolske kulhydratveje.
Under aerob glykolyse, pyruvat (det sidste produkt på vejen i sig selv) kan bruges som et substrat for pyruvat-dehydrogenase-enzymkomplekset, ved hvilket det decarboxyleres, hvilket frigiver acetyl-CoA-molekyler, der anvendes nedstrøms, metabolisk set, i Krebs-cyklussen.
I anaerob glycolyse producerer det sidste trin i glycolyse på den anden side pyruvat, men dette bruges af lactatdehydrogenase til at producere lactat og NAD.+, der gendanner NAD+ der blev anvendt under reaktionen katalyseret af glyceraldehyd-3-phosphatdehydrogenase.
Som under anaerobiose er den vigtigste kilde til energiproduktion i form af ATP glykolyse, lactatdehydrogenase spiller en grundlæggende rolle i genoxidering af NADH produceret i tidligere trin i den glykolytiske vej, der er afgørende for funktionen af andre relaterede enzymer.
Lactatdehydrogenase er også involveret i glykogenese, der finder sted i væv, der omdanner lactat til glykogen, og i nogle aerobe væv såsom hjertet er lactat et brændstof, der genoxideres for at producere energi og reducere magt i form af ATP og NAD+, henholdsvis.
Der er flere molekylære former for lactatdehydrogenase i naturen. Kun hos dyr er det blevet bestemt, at der er fem lactatdehydrogenaseaktiviteter, alle tetramere og i det væsentlige sammensat af to typer polypeptidkæder kendt som H- og M-underenhederne (de kan være homo- eller heterotetrameriske).
H-formen findes typisk i hjertevæv, mens M-formen er blevet påvist i skeletmuskulaturen. Begge kæder adskiller sig fra hinanden med hensyn til overflod, aminosyresammensætning, kinetiske egenskaber og strukturelle egenskaber..
H- og M-formerne er det translationelle produkt fra forskellige gener, muligvis placeret på forskellige kromosomer, og som også er under kontrol eller regulering af forskellige gener. H-formen er fremherskende i væv med aerob stofskifte og M-form i anaerobe væv..
En anden type nomenklatur bruger bogstaverne A, B og C til de forskellige typer enzymer i både pattedyr og fugle. Således er muskellactatdehydrogenase kendt som A4, hjertet som B4 og en tredje kaldes C4, hvilket er specifikt for testiklerne.
Ekspressionen af disse isoenzymer reguleres både udviklingsafhængigt og vævsafhængigt..
Enzymet er blevet isoleret fra forskellige dyrekilder, og det er bestemt, at dets tetramere struktur har en gennemsnitlig molekylvægt på ca. 140 kDa, og at bindingsstedet for NADH eller i NAD+ består af et β-foldet ark sammensat af seks kæder og 4 alfa-helixer.
Lactatdehydrogenase-aktivitet af animalsk oprindelse bestemmes spektrofotometrisk in vitro ved farveændringsmålinger på grund af redoxprocessen, der finder sted under reaktionen af pyruvat til lactatomdannelse.
Målinger foretages ved 340 nm med et spektrofotometer, og hastigheden for fald i optisk densitet på grund af oxidation eller "forsvinden" af NADH, der omdannes til NAD, bestemmes.+.
Det vil sige, at den bestemte reaktion er som følger:
Pyruvat + NADH + H+ → Laktat + NAD+
Den enzymatiske måling skal udføres under optimale betingelser for pH og koncentration af substrater for enzymet, så der ikke er nogen risiko for at undervurdere den mængde, der er til stede i prøverne på grund af underskud af substrater eller ekstreme betingelser for surhedsgrad eller basalitet..
En anden metode, måske noget mere moderne, til bestemmelse af tilstedeværelsen af lactatdehydrogenase har at gøre med brugen af immunologiske værktøjer, det vil sige brugen af antistoffer..
Disse fremgangsmåder udnytter affiniteten mellem bindingen af et antigen med et antistof, der er specifikt genereret mod det, og er meget nyttige til hurtig bestemmelse af tilstedeværelsen eller fraværet af enzymer, såsom LDH i et bestemt væv..
Afhængig af formålet skal de anvendte antistoffer være specifikke til påvisning af hvilke som helst af isoenzymerne eller for ethvert protein med lactatdehydrogenaseaktivitet..
Bestemmelsen af dette enzym udføres til forskellige formål, men hovedsagelig til klinisk diagnose af visse tilstande, herunder hjerteinfarkt og kræft..
På celleniveau er frigivelse af lactatdehydrogenase blevet betragtet som en af parametrene for at bestemme forekomsten af nekrotiske eller apoptotiske processer, da plasmamembranen bliver permeabel.
Produkterne af reaktionen, som den katalyserer, kan også bestemmes i et væv for at bestemme, om et anaerobt stofskifte dominerer af en bestemt årsag..
Som oprindeligt nævnt er enzymet lactatdehydrogenase, hvis systematiske navn er (S) -laktat: NAD+ dehydrogenase, katalyserer omdannelsen af lactat til pyruvat i NAD-form+ afhængig eller omvendt, hvilket sker takket være overførslen af en hydridion (H-fra pyruvat til lactat eller fra NADH til oxideret pyruvat.
NAD+ Den har en enhed af ADP og en anden nukleotidgruppe afledt af nikotinsyre, også kaldet niacin eller vitamin B3, og dette coenzym deltager i flere reaktioner af stor biologisk betydning.
Det er vigtigt at bemærke, at ligevægten i denne reaktion er forskudt mod lactatsiden, og det er blevet vist, at enzymet også er i stand til at oxidere andre syrer (S) -2-hydroxymonocarboxylsyrer og anvender, skønt mindre effektivt, NADP+ som et substrat.
Afhængigt af den aktuelle kropsregion og på samme tid på dens metaboliske egenskaber i forhold til tilstedeværelsen eller fraværet af ilt producerer væv forskellige mængder lactat, reaktionsproduktet katalyseret af LDH..
I betragtning af for eksempel en rød blodlegeme (erytrocyt), der mangler mitokondrier, der kan metabolisere pyruvat produceret under glykolyse til COto og vand, så kan det siges, at disse er de vigtigste lactatproducerende celler i den menneskelige krop, da alt pyruvat omdannes til lactat ved virkningen af lactatdehydrogenase.
På den anden side, hvis leverceller og skeletmuskelceller overvejes, er de ansvarlige for produktionen af en minimumsmængde lactat, da det hurtigt metaboliseres..
Koncentrationen af lactatdehydrogenase i blodserumet er produktet af ekspressionen af flere isoenzymer i blandt andre lever, hjerte, skeletmuskulatur, erythrocytter og tumorer..
I blodserum er de normale intervaller for lactatdehydrogenaseaktivitet mellem 260 og 850 U / ml (enheder pr. Milliliter) med en gennemsnitlig værdi på 470 ± 130 U / ml. I mellemtiden har blodhæmolysater en LDH-aktivitet, der varierer mellem 16.000 og 67.000 U / ml, hvilket svarer til et gennemsnit på 34.000 ± 12.000 U / ml..
Kvantificeringen af lactatdehydrogenasekoncentrationen i blodserumet har en vigtig værdi i diagnosen af nogle hjertesygdomme, lever, blod og endda kræft..
Høje niveauer af LDH-aktivitet er fundet hos patienter med myokardieinfarkt (både eksperimentel og klinisk) såvel som hos kræftpatienter, specifikt hos kvinder med endometrie-, ovarie-, bryst- og livmodercancer..
Afhængig af det særlige isozym, der findes i "overskydende" eller høj koncentration, anvendes kvantificering af lactatdehydrogenase-isoenzymer af mange behandlende læger til bestemmelse af vævsskade (alvorlig eller kronisk)..
Endnu ingen kommentarer